海洋漁業(yè)產(chǎn)業(yè)為沿海數(shù)萬漁民和漁業(yè)相關(guān)從業(yè)者提供了就業(yè)崗位和收入來源，在保供給、保民生、維穩(wěn)、維權(quán)等方面都發(fā)揮著不可替代的作用。2023年4月，習(xí)近平總書記在廣東視察時指出，要大力發(fā)展深海養(yǎng)殖裝備和智慧漁業(yè)，推動海洋漁業(yè)向信息化、智能化、現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型升級。
今年10月23日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部下發(fā)關(guān)于大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的指導(dǎo)意見，提出推進(jìn)漁業(yè)生產(chǎn)智能化。實(shí)施海洋漁船及船上設(shè)施裝備更新改造，推廣漁船海洋寬帶、北斗導(dǎo)航定位、防碰撞等船用數(shù)字化終端裝備，推動相關(guān)衛(wèi)星信息系統(tǒng)的行業(yè)應(yīng)用。
隨著科技進(jìn)步，許多國家和地區(qū)已將電子捕撈監(jiān)控等電子裝備納入漁業(yè)管理中，以減少人力成本，提高監(jiān)管效率。但目前，由于我國在漁業(yè)專用設(shè)備的研發(fā)投入不足，缺少適用于漁船環(huán)境的專用設(shè)備，普遍存在將陸地監(jiān)控設(shè)備直接安裝在漁船上使用的情況。漁船上震動、潮濕和鹽霧腐蝕的惡劣環(huán)境，再加上安裝布線不規(guī)范、日常維護(hù)不到位等現(xiàn)狀，導(dǎo)致電子設(shè)備壽命短、故障多，更談不上智能化的高新技術(shù)在漁船上應(yīng)用，因此，漁業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和監(jiān)管主要依靠人工完成。
如何讓漁船在生產(chǎn)作業(yè)過程中實(shí)現(xiàn)“找得到”“看得見”“定得準(zhǔn)”，建立漁船信息的自動采集、處理和存儲網(wǎng)絡(luò)，提升海洋漁業(yè)生產(chǎn)過程與監(jiān)督管理的信息化、自動化和智能化水平，推動海洋漁業(yè)轉(zhuǎn)型升級成為水產(chǎn)科研人員在數(shù)智化創(chuàng)新實(shí)踐方面努力的方向。日前，由中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所主持，杭州海康威視數(shù)字技術(shù)股份有限公司、博彥科技股份有限公司共同完成的“漁船多源感知和AI一體化智能終端成套設(shè)備”，成功入選中國農(nóng)學(xué)會漁業(yè)新技術(shù)新產(chǎn)品新裝備優(yōu)秀科技成果。記者就科技助推海洋漁船數(shù)智化應(yīng)用進(jìn)程、海洋漁船數(shù)智化成果在漁業(yè)生產(chǎn)中的作用等問題采訪了中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所相關(guān)專家。
漁業(yè)捕撈裝備水平亟待智能化提升
東海水產(chǎn)研究所所長方輝介紹，漁業(yè)數(shù)智化是以數(shù)據(jù)、知識與先進(jìn)設(shè)備為核心驅(qū)動力的漁業(yè)生產(chǎn)模式，依托信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)全方位感知、精準(zhǔn)傳輸、智能決策與高效利用，貫通“種—養(yǎng)—捕—加”各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，打造引領(lǐng)漁業(yè)高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的新引擎。漁業(yè)數(shù)智化是推進(jìn)漁業(yè)可持續(xù)高效利用的關(guān)鍵措施，通過著力推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字漁圖、智能漁船為代表的AI捕撈發(fā)展路徑，從而強(qiáng)化數(shù)據(jù)基座、推動大數(shù)據(jù)中心建設(shè)，推動AI引領(lǐng)的漁業(yè)數(shù)智化，培育全鏈賦能的新質(zhì)生產(chǎn)力。
海洋漁業(yè)是實(shí)施國家海洋強(qiáng)國和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要抓手。根據(jù)《2024年中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒》的數(shù)據(jù)顯示，截至2023年底，我國海洋捕撈漁船總數(shù)達(dá)到21.26萬艘，總噸位為998.45萬噸。其中，機(jī)動漁船數(shù)量為21.06萬艘，總噸位為997.79萬噸。2023年全國海洋捕撈產(chǎn)量達(dá)957.5萬噸。提高漁船科技化、信息化水平，需求巨大，勢在必行。
當(dāng)前，我國海洋捕撈科技和設(shè)施裝備總體水平不高，捕撈生產(chǎn)作業(yè)信息化、數(shù)字化、智能化水平低，從全產(chǎn)業(yè)來看，海洋捕撈漁船作業(yè)時由于人工填寫漁撈日志，常常引發(fā)以下問題：一是在生產(chǎn)管理層面，漁獲物產(chǎn)量不清楚、生產(chǎn)過程不了解、環(huán)境數(shù)據(jù)無記錄，導(dǎo)致生產(chǎn)數(shù)據(jù)模糊不清、生產(chǎn)管理偏粗放；二是在安全監(jiān)管層面，船位數(shù)據(jù)不明確、操作規(guī)范不可知、違規(guī)捕撈證據(jù)不足，導(dǎo)致安全監(jiān)管缺乏抓手、手段亟待提升；三是在履約合規(guī)方面，漁撈日志人工填寫、缺電子觀察員客觀記錄、捕撈轉(zhuǎn)載監(jiān)管不力，導(dǎo)致在履約合規(guī)時處罰缺數(shù)據(jù)、申辯證據(jù)不充分。
為有效解決漁業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)收不齊、安全監(jiān)管缺少有力抓手和電子記錄依據(jù)等問題，亟需開展?jié)O船精準(zhǔn)管理技術(shù)與裝備創(chuàng)新研發(fā)，提高安全生產(chǎn)水平，完善捕撈漁獲識別，以新裝備新技術(shù)提高我國海洋漁業(yè)生產(chǎn)與管理能力，確保我國近海漁業(yè)資源的可持續(xù)開發(fā)利用。
東海水產(chǎn)研究所漁業(yè)遙感技術(shù)及數(shù)字漁業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)戴陽研究員告訴記者，東海所自2018年開始聯(lián)合杭州海康威視數(shù)字技術(shù)股份有限公司和博彥科技股份有限公司共同進(jìn)行“船載多源感知和AI一體化智能終端成套設(shè)備”的技術(shù)攻關(guān)。該研究融合AI、邊緣計算、弱網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)认冗M(jìn)技術(shù)，研制出適合漁船安裝使用，集數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸、存儲于一身的智能多元感知成套設(shè)備，從而獲取漁業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境數(shù)據(jù)；并通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析挖掘，有效剖析漁場環(huán)境數(shù)據(jù)對漁獲產(chǎn)量的影響關(guān)系，提高漁場漁情預(yù)報以及漁業(yè)資源的評估精度；利用船聯(lián)網(wǎng)的視頻數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)漁業(yè)電子觀察員的功能，客觀監(jiān)測漁獲種類數(shù)量、漁船捕撈行為、捕撈作業(yè)安全等信息，以促進(jìn)漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
數(shù)智化發(fā)展讓漁船“找得到”
“看得見”“定得準(zhǔn)”
“船載多源感知和AI一體化智能終端成套設(shè)備”由嵌入式AI一體化精簡裝備、一體化氣象視頻融合設(shè)備、海水溫鹽感知設(shè)備和一體化船載感知智能終端設(shè)備四種裝備組成。
根據(jù)連續(xù)海上作業(yè)要求、漁船應(yīng)用場景及數(shù)據(jù)采集特點(diǎn)，應(yīng)用人工智能、弱網(wǎng)傳輸、邊緣計算等技術(shù)，創(chuàng)制了氣象視頻信息多源感知系統(tǒng)，構(gòu)建了基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的漁獲物信息、船員行為、生產(chǎn)狀態(tài)等智能識別模型。針對船上電磁環(huán)境復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)易受電磁干擾，布線不規(guī)范，信號傳輸損耗大等因素，研發(fā)適合弱網(wǎng)環(huán)境下傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸；針對漁船潮濕、鹽霧等環(huán)境下的整機(jī)防護(hù)設(shè)計，以及漁船電力供應(yīng)不足的現(xiàn)狀，采用低功耗嵌入式平臺設(shè)計。成套裝備采用強(qiáng)化緊固雙抗材料密封設(shè)計，使關(guān)鍵感知系統(tǒng)達(dá)到IP68防護(hù)級別，實(shí)現(xiàn)了裝備的抗震、抗腐蝕、抗風(fēng)浪性能，結(jié)合6種不同類型的數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)感知設(shè)備的拓展性、靈活性和即插即用。創(chuàng)新研發(fā)的海洋環(huán)境、漁獲物等漁船多源信息感知和AI一體化智能終端成套裝備，實(shí)現(xiàn)了漁船“找得到”“看得見”“定得準(zhǔn)”。
嵌入式AI一體化精簡裝備的漁獲識別模塊通過圖像識別技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對漁獲數(shù)量與品種識別，支持展示監(jiān)控視頻和漁撈日志，統(tǒng)計捕撈數(shù)據(jù)，對誤捕漁獲物實(shí)施即時預(yù)警機(jī)制，并可基于漁獲識別為漁民提供可銷售數(shù)據(jù)等服務(wù)。
一體化氣象視頻融合設(shè)備不僅能采集漁場氣象信息，增加系統(tǒng)的安全監(jiān)控功能，還可以在監(jiān)測到甲板作業(yè)人員未穿著救生衣或駕駛室內(nèi)無人員等異常行為時發(fā)出警報，并清晰展示船舶的基本信息以及追蹤航行軌跡的相關(guān)情況。
海水溫鹽感知設(shè)備采用原位檢測方式，將溫鹽傳感器直接放入海水中，實(shí)時檢測海水溫度、鹽度，提高了對海水溫度和鹽度檢測的準(zhǔn)確度，減少了對專業(yè)設(shè)備、專業(yè)人員的依賴，降低了施工成本。該系統(tǒng)采用太陽能供電、Lora無線傳輸數(shù)據(jù)的形式，對漁船生產(chǎn)作業(yè)的影響降至最低。
一體化船載感知智能終端將用于處理船載數(shù)據(jù)采集設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)的存儲、處理與展示。
2024年，已完成30套裝備的裝船。經(jīng)測試，成套裝備可在漁船潮濕、鹽霧和電磁干擾環(huán)境下持續(xù)穩(wěn)定工作1年以上；滿負(fù)荷工作時最大總功耗130.2瓦，日常功耗小于40瓦；供電與信息傳輸合二為一，只需3條線纜即可完成4種設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)。該成果將有助于提升現(xiàn)有電子觀察員技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)從監(jiān)測信息人工事后處理判斷到現(xiàn)場實(shí)時人工智能處理的技術(shù)跨越。
讓科研成果轉(zhuǎn)化落地
東海水產(chǎn)研究所副所長鄭漢豐告訴記者，東海所智慧感知系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)漁船動態(tài)監(jiān)控、遠(yuǎn)程追溯及漁具智能識別的設(shè)備基礎(chǔ)，為近海捕撈和遠(yuǎn)洋漁業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。該設(shè)備可應(yīng)用于漁業(yè)船聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集和處理，并利用數(shù)據(jù)同化方法優(yōu)化模型，改善海洋模型的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)對海洋環(huán)境精確預(yù)測，有助于為漁場預(yù)報提供更可靠的依據(jù)。在近海試點(diǎn)區(qū)域，主要結(jié)合特許專項(xiàng)捕撈漁船開展識別與監(jiān)管試點(diǎn)，對漁船安全作業(yè)和漁獲數(shù)量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。在遠(yuǎn)洋試點(diǎn)區(qū)域，主要選取金槍魚延繩釣船開展監(jiān)控試點(diǎn)，對漁獲品種和網(wǎng)具類型進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。
目前，該成果已在“藍(lán)海201”“中漁科211”漁業(yè)科學(xué)調(diào)查船及多艘生產(chǎn)漁船上開展了海上試驗(yàn)驗(yàn)證與推廣應(yīng)用。據(jù)了解，安裝在“藍(lán)海201”漁業(yè)科考船上一體化氣象視頻融合設(shè)備，于2023年12月1日赴印度洋執(zhí)行科考任務(wù)，并于2024年3月18日回到上海，在4個多月科考過程中工作穩(wěn)定。經(jīng)檢驗(yàn)，該設(shè)備工作性能穩(wěn)定；裝備功耗低，適合漁船供電狀況；數(shù)據(jù)回傳可靠，可通過大規(guī)模組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)氣象、視頻、生產(chǎn)行為等海量數(shù)據(jù)的一體化融合采集及漁撈日志的同步生成，有效改進(jìn)了現(xiàn)有電子觀察員的數(shù)據(jù)分析行為，為漁業(yè)生產(chǎn)管理、生產(chǎn)安全保障、國際履約合規(guī)等提供高效技術(shù)方法和科學(xué)數(shù)據(jù)支撐。
方輝告訴記者，下一步，東海所將針對近海、遠(yuǎn)洋、深遠(yuǎn)海工船及科考船等四類典型漁船，從兩方面進(jìn)行工作部署，提出定制化的智能化改造方案。一是制定統(tǒng)一的裝備標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)采集規(guī)范，從而確保裝備的一致性和數(shù)據(jù)的規(guī)范化。二是提出智能漁船的解決方案：運(yùn)用深度感知技術(shù)，增強(qiáng)漁船對復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性和應(yīng)對突發(fā)事件的能力，將智能感知、數(shù)據(jù)分析、通信技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用于漁船，形成綜合技術(shù)平臺，驗(yàn)證技術(shù)的可行性和有效性，為漁船提供全方位技術(shù)支持，以推動漁業(yè)向現(xiàn)代化、智能化方向發(fā)展，提升漁業(yè)整體競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力，為漁業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展奠定堅實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)。
中國漁業(yè)報記者 馬艷霞 胡婧
